[서울파이낸스 박시형 기자] 정부와 민간기업·연구소 등이 10년간 총 1조원 규모의 자금을 투입해 인공지능(AI) 반도체 상용화 기술을 확보하는 등 시스템 반도체 경쟁력 강화에 나선다.
산업통상자원부는 AI 반도체, 원자 수준의 미세공정 기술 등 반도체 신시장을 선도할 핵심기술 확보를 위해 과제 수행기관을 선정하고 본격적인 지원에 나선다고 3일 밝혔다.
산업부는 올해 467억원 등 2026년까지 민관합동으로 5216억원을 투입한다. 공동으로 참여하는 과학기술정보통신부도 2029년까지 4880억원을 지원한다.
이번 사업은 메모리 중심의 불균형적 산업 구조를 극복하고 미래 산업에 적용될 AI 반도체 상용화 등 시스템반도체 경쟁력을 확보하는 반도체 종합강국 실현을 목표로 하고 있다.
AI반도체는 인공지능의 연산 성능고속화와 소비전력 효율을 최적화시킨 반도체로 시스템 반도체의 일종이다. 학습과 추론 등 AI 구현에 요구되는 대규모 데이터처리를 위해 고성능·저전력 기술이 요구된다.
아키텍쳐 구조와 활용 범위에 따라 회로재프로그래밍(FPGA), 특정용도의 주문형반도체(ASIC) 등 AI 가속기(NPU)부터 뉴로모픽 반도체까지 포괄한다. 초기 클라우드 서버, 딥러닝 등 학습용에서 모바일, 자율차 등 엣지 디바이스·추론용으로 발전했다.
AI반도체 시장은 2019년 77억달러에서 2025년 519억달러로 연평균 37.5% 급증할 것으로 예상된다. 특히 모바일 분야에서 54.8%, 컴퓨터·태블릿 17.4%, 자동차 10.7% 순으로 활용이 확대될 전망이다.
이에 산업부는 AI반도체 상용화 등 시스템 반도체 기술개발과 반도체 제조 경쟁력 강화를 위해 10나노 이하의 미세공정용 장비·부품 개발을 위한 과제에 착수할 방침이다.
먼저 미래차, 바이오, 사물인터넷(IoT)가전, 로봇, 공공 등 미래 유망 5대 전략분야에서 발굴한 수요와 연계한 기술 개발을 중심으로 과제를 기획했다.
미래차용 AI반도체는 자동차 산업의 디지털화 핵심 요소인 자율주행차량에 탑재될 반도체를 개발하게 된다. 올해는주행 보조AI 반도체(NPU)와 차량간 안전거리 확보 등 안전운행 지원 칩 등 10개 과제에 93억원을 지원한다.
IoT가전용 AI반도체는 최근 코로나19 유행에 따라 시장이 확대되고 있는 홈이코노미와 연관해 시스템 반도체를 개발하게 된다. 올해 초저전력 경량 엣지 디바이스용 AI반도체, 음성 인식 작동지원 스마트가전용 칩 등 8개 과제에 92억원을 지원한다.
포스트코로나 대응을 위한 가정용 자가진단 키트에 적용할 수 있는 바이오용 시스템 반도체 기술개발 과제도 있다. 혈액체취 없이 소아당뇨 감지가능 반도체, 맥파 측정용 영상처리 칩 등 4개 과제에 34억원이 투입된다.
로봇 탑재용 시스템 반도체도 개발한다. 거리인지와 자동 모터 제어 등 기계적 제어를 자동화하는 게 과제다. 올해 위치센서를 활용한 로봇 팔 제어 모터용 반도체, 물류 이송 로봇용 거리 감지 반도체 등 2개 과제에 20억원이 지원된다.
5G 기반 전자발찌용 반도체와 지하 매설시설의 가스 누수 감지 칩 등 국민의 안전, 삶의 질 향상을 위해 공공수요와 연계한 시스템 반도체 개발 과제 3개에 33억원을 지원한다.
이 외 차세대지능형반도체 제조와 관련해 고성능·저전력을 구현하기 위해 10나노급의 공정 미세화를 위한 미세공정용 장비·부품 기술을 개발한다. 원자 레벨 식각 장비와 자동 검사 기술, 중성자를 활용한 소프트 에러 검출기술 등 18개 과제에 174억원을 투입한다.
사업 종료시점에는 5대 전략분야를 중심으로 전방위적인 시스템 반도체 신(新)수요처 확보, 다양한 수요 맞춤형 시스템 반도체 개발을 통해 팹리스 경쟁이 강화될 것으로 산업부는 기대하고 있다.
또 10나노 이하 공정 장비와 3D패키지 기술 등의 확보로 반도체 산업 전반의 경쟁력 강화를 뒷받침 할 것으로 내다봤다.
정부는 '차세대 지능형 반도체 기술개발'의 분야간 연계, 성공적인 사업 추진을 위해 단일 사업단을 운영하고, 개발된 기술이 최종 사업화 성과로 이어질 수 있도록 반도체 수요기업과 설계전문기업이 참여한 얼라이언스 2.0 플랫폼을 통해 수요 연계를 강화할 방침이다.
대기업의 양산라인 등을 활용한 중소기업의 소재·장비를 검증하는 성능평가 사업과도 연계를 강화할 예정이다.
성윤모 산업부 장관은 "시스템 반도체는 우리 미래 먹거리를 책임질 3대 신산업 중 하나"라며 "종합반도체 강국 도약을 위해 지난해 '시스템 반도체 비전과 전략'을 마련해 현재까지 차질없이 추진중"이라고 말했다.
그는 이어 "특히 시스템반도체의 일종인 AI반도체는 디지털 뉴딜을 뒷받침하는 핵심부품"이라며 "우리나라가 반도체 종합강국으로 도약하기 위해 고성능·저전력이 핵심 경쟁요소인 인공지능 반도체 개발에 정부 뿐만 아니라 산·학·연이 힘을 모아야 할 시기"라고 설명했다.
